Подземные и наружные воздушные трубопроводы отопления из нержавеющей стали 316 уязвимы для проникновения тока грозы во время грозовых сезонов. Прямые удары молнии или близлежащие наведенные молнии создают мгновенную высокую разность потенциалов вдоль трубопровода, образуя петли переходного блуждающего тока между нагревательными трубками, сетями заземления и окружающей почвой. Когда большой импульсный ток разряжается с поверхности трубы из нержавеющей стали на землю, мгновенно происходит локальное анодное растворение, в результате чего на стенках трубы образуются крошечные дуговые ямки. Эти микро-ямки становятся предпочтительными местами возникновения точечной коррозии; при длительном-воздействии хлоридсодержащей-почвы или влажных атмосферных условиях коррозионные язвы постоянно расширяются и в конечном итоге вызывают перфорацию трубопровода. Кроме того, неравномерное сопротивление заземления приведет к потенциальному дрейфу всей системы трубопроводов, усугубляя коррозию от паразитных токов постоянного тока, накладываемую на повреждения, вызванные молнией-. Создание стандартизированной унифицированной схемы заземления и ступенчатой конфигурации защиты от перенапряжения может безопасно отводить энергию молнии, сбалансировать общий потенциал трубопровода и устранить-скрытые опасности электрохимической коррозии, вызванной молнией, для наружных и подземных систем нагревательных трубок.
Предотвращение коррозии трубопроводов,-вызванной молнией, в основном опирается на два основных технических средства: эквипотенциальное унифицированное заземление и иерархическую конфигурацию устройств защиты от перенапряжений, дополненную изолированной фланцевой изоляцией для трубопроводов-дальних расстояний. Эквипотенциальное заземление соединяет все нагревательные трубы, группы клапанов, опорные рамы и сети заземления близлежащих зданий в единую систему заземления, устраняя разность потенциалов между различными сегментами трубопровода, чтобы избежать переходных разрядов тока молнии между соседними компонентами. Защита от перенапряжений разделена на три уровня-постепенного поглощения энергии: основной-ограничитель перенапряжения первого уровня устанавливается на входе и выходе трубопровода для отвода большей части энергии молнии; на узлах трубопроводов-отводов устанавливается защита второго-уровня для подавления остаточных перенапряжений; устройство прецизионной защиты третьего-уровня устанавливается рядом с приборами прецизионного контроля, чтобы избежать поломки оборудования и колебаний потенциала вторичного трубопровода. Изолированные фланцы применяются на-подземных трубопроводах большой протяженности, чтобы ограничить распространение грозового перенапряжения вдоль трубопровода и предотвратить большой-потенциальный дрейф всей тепловой сети. Неправильная закладка заземляющего электрода, чрезмерное сопротивление заземления, неправильная проводка защиты от перенапряжения или отсутствие эквипотенциального соединения приведут к тому, что энергия молнии не будет безопасно высвобождаться, что приведет к возгоранию дуги и последующей ускоренной локальной коррозии.
Таблица 1. Тип компоновки трубопровода, класс опасности молнии, стандартные требования к заземлению и защите от перенапряжений
| Уровень риска молнии|Особенность компоновки трубопровода|Стандарт эквипотенциального заземления|Конфигурация защиты от перенапряжения|Основной анти-эффект защиты от коррозии|| ----|----|----|----|| Низкий риск|Короткий внутренний трубопровод, без открытых участков|Подключите к местной заземляющей сети мастерской, сопротивление заземления меньше или равно 10 Ом|Специальный ограничитель перенапряжения не требуется, эквипотенциальные перемычки для всех фланцев|Избегайте крошечной электрохимической коррозии, вызванной накоплением статического заряда|| Средний риск|Частично открытый воздушный трубопровод, зона низкой грозовой частоты|Внешний круглый заземляющий электрод, сопротивление заземления меньше или равно 4 Ом|Первичная защита от перенапряжения на входе и выходе трубопровода|Выпустите индуцированный грозовой всплеск, чтобы предотвратить появление ям с горением поверхностной дуги|| Высокий риск|Полностью заглубленный магистральный трубопровод, прибрежная грозоопасная зона|Композитная заземляющая сетка + глубокие вертикальные заземляющие электроды, сопротивление меньше или равно 2 Ом|Первая+вторая двухступенчатая защита от перенапряжения + изолированная сегментация фланцев|Ограничьте распространение тока молнии и сбалансируйте общий потенциал трубопровода|| Экстремальный риск|Высотная открытая планировка, прилегающие высоковольтные линии электропередачи|Независимая выделенная сеть заземления, сопротивление меньше или равно 1 Ом|Трехступенчатая защита от перенапряжения + мониторинг потенциала трубопровода в режиме реального времени|Предотвратить абляцию грозовой дуги и коррозию наложенным блуждающим током |
Предприятия должны включить проверку сопротивления заземления и проверку проводки защиты от перенапряжений в качестве обязательных приемочных пунктов при прокладке наружных и подземных трубопроводов отопления. Перед сооружением заземлителя необходимо провести испытание сопротивления грунта для определения глубины заглубления, количества и расстояния между заземляющими электродами; во всех точках подключения заземления используются горячеоцинкованные-проводники с анти-антикоррозийным покрытием для предотвращения сбоя заземления, вызванного коррозией проводников. В каждой позиции фланцевого соединения необходимо установить эквипотенциальные медные перемычки для обхода изолирующих прокладок и обеспечения электрической непрерывности трубопровода для проведения тока молнии. После сооружения защиты сопротивление заземления должно быть проверено в сухой и дождливый сезоны соответственно для проверки стабильного соответствия; Устройства защиты от перенапряжения должны подвергаться регулярной ежегодной калибровке производительности для своевременной замены устаревших и вышедших из строя разрядников. Все чертежи схемы заземления, протоколы испытаний сопротивления заземления, параметры модели защиты от перенапряжения и отчеты о приемке после-строительства должны быть загружены на платформу цифровой прослеживаемости и привязаны к архиву проекта нагревательной трубы. Для трубопроводов, пострадавших от грозовых перенапряжений в сезон гроз, необходимо провести вихретоковый неразрушающий контроль для экранирования микроямок, вызванных дугой-, а также провести локальный пассивационный ремонт для устранения очагов коррозии. В то же время необходимо регулярно обобщать случаи аварий из-за молний, чтобы оптимизировать схему сети заземления и конфигурацию степени защиты для региональных проектов с высоким-риском, предотвращая повторные сбои, вызванные молнией-коррозией.
Стандартизированное заземление трубопровода и иерархическая защита от перенапряжений безопасно рассеивают переходную энергию молнии и обеспечивают эквипотенциальный баланс всей системы нагревательных трубок. В сочетании с изоляцией из разнородных металлов, внешним -коррозионным покрытием и контролем паразитных токов в режиме реального времени-, он образует комплексную внешнюю систему предотвращения электрохимической коррозии для наружного и подземного нагревательного оборудования из нержавеющей стали. Научная конструкция молниезащиты позволяет избежать необратимого повреждения поверхности трубопровода дугой и последующей ускоренной локальной коррозии, эффективно продлевая срок службы нагревательных труб в грозовых-, прибрежных и- зонах помех, а также гарантируя безопасную и стабильную работу промышленных систем отопления в сложных метеорологических и электромагнитных условиях.
